【Ansys Forming】 沖壓分析中最重要的『成型性分析』

有很多客戶有疑問,我們已有市售的結構分析軟體,那為什麼還需要購入『Ansys Forming』,像這樣一套只能做"沖壓"的軟體。最主要的原因就是,在Ansys Forming當中的材料都有包含一個參數叫FLD(Forming Limit Diagrams),透過定義這個參數,可以讓使用者在檢視成型結果更直覺更準確。利用這個案例來了解一下,沖壓軟體裡的精隨-FLD圖。

 

FLD是成型極限圖,主要用來描述各種應變狀態下材料的成形極限,對分析複雜零件的成形非常有幫助。利用Ansys Forming當中的不同定義FLD的方法,可有效產生臨界線(如左圖右方)。這臨界線意義,代表局部頸縮或是材料破裂,以此將FLD分為上下兩部分,下半部表示可允許成型。

 


 

圖上,是我們常看到的FLD圖,解讀這個圖的方式,可透過圖上顏色差異,檢視各種成型問題會發生在產品的位置;而在圖上的右下方FLD,可以看到每個成型問題都會有專屬的臨界線。

 


在Ansys Forming中,FLD圖要如何快速又精確的產生呢?
(1)提升計算效率:MPP, in-core adaptivity…等。
(2)成型性預測的精準度:產生FLD的方式,多加一項以『非線性應變路徑』呈現。

 


那以往在FLD圖中,僅用『線性應變路徑』方式。Ansys Forming多增加『非線性應變路徑』產生FLD圖,衍生出的與實務具有較大落差的問題,透過Formability Index(FI)參數來補足。
FI是Ansys Forming獨家專利開發的參數值,在後處理時,再搭配原先的FLD圖,可以讓使用者檢查成型問題更全面且更貼近實際狀況。

 


延伸:Ansys Forming在FLD圖的表現上,除了新開發『FI參數』來讓『非線性應變』條件加入。
若產品是選用『高強鋼』,後處理也多增加一項『Edge Stretch(邊界強度) 』,來補足FLD圖在邊界區域無法檢查損壞的問題。